來自瑞典 KTH 皇家技術學院的一項突破性研究量化了液態鉛腐蝕不銹鋼的速度和細微程度，為更加耐用的核反應堆提供了一條數據驅動的道路。研究人員報告稱，腐蝕是由一層僅有 1 微米厚的無形液態鉛膜引發的，這種膜使金屬損失的速度驚人，每年可達幾毫米。這些發現發表在《腐蝕科學》期刊上，顯示現有的合金在這些條件下會失效，而一種新型鋼材則可以承受高達 800°C（1,472°F）的高溫，遠超典型的反應堆運行條件。
該研究的重點是 AISI 316L，一種在工業中廣泛使用的奧氏體不銹鋼。研究人員在新聞稿中指出：「它被稱為奧氏體不銹鋼，因其高鎳含量以及鉻和其他元素。」雖然 316L 以其機械強度受到重視，但 KTH 團隊發現，在專家之前誤解的特定條件下，其耐腐蝕性會崩潰。這種快速惡化的速度——以每年幾毫米而非微米計——是由這種超薄液膜驅動的。這一發現推翻了長期以來的假設，即保護性氧化鐵（鐵素體）層首先形成。相反，團隊發現鉛膜使鋼材的結構幾乎在接觸後立即解體。
迅速結構失效的原因在於鋼材元素與鉛之間的相互作用。與認為鉛緩慢滲透金屬的觀點相反，研究發現，組成 316L 重要部分的鎳原子在液態鉛中具有高度溶解性。當鎳原子從鋼中擴散並溶解到周圍液態鉛中時，滲出過程就發生了。在這種擴散之後，剩餘的鐵和鉻重組成鐵素體相，但沒有鎳的情況下，這種新結構弱且高度多孔。研究人員黃建榮解釋說，這會產生多孔的、充滿鉛的通道，這些通道很容易被流動的冷卻劑撕裂。「在流動的鉛下，這些多孔的鉛充填通道很容易被撕裂，從而顯著加速材料的損失。」這解釋了材料損失意外高的速度：鋼材基本上是在內部被挖空後再被剝去。
由於這一腐蝕機制攻擊奧氏體鋼的根本組成，僅僅調整合金的配方不太可能產生抗腐蝕材料。液態鉛將不可避免地滲入並去除鎳。KTH 研究人員提出了一種復合方法，利用一種新的鋁氧化物形成鐵素體鋼（FeCrAl），這種鋼由研究人員彼得·薩卡洛斯在 KTH 開發。當與傳統的奧氏體鋼作為分層材料一起使用時，這些材料可以為未來的鉛冷卻反應堆提供所需的持久保護。與 316L 不同，這些 FeCrAl 鋼會形成自我修復的鋁氧化物膜（Al₂O₃），防止在研究中觀察到的快速溶解。這一保護屏障在未來發電所需的高溫下也能顯得堅韌。
